JPH0345505B2 - - Google Patents

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JPH0345505B2
JPH0345505B2 JP53101527A JP10152778A JPH0345505B2 JP H0345505 B2 JPH0345505 B2 JP H0345505B2 JP 53101527 A JP53101527 A JP 53101527A JP 10152778 A JP10152778 A JP 10152778A JP H0345505 B2 JPH0345505 B2 JP H0345505B2
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lamps
fluorescent
radiation
fluorescent material
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JP53101527A
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Donarudo Kobenberugu Uinsuton
Yohan Hoiberumanzu Jeen
Antoniusu Sutefuanusu Rikutaruto Furanshisukasu
Kurisuchiaan Beterusu Roberuto
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Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、けい光層を有しかつ水銀および希ガ
スを含む封入ガスが充てんされた真空気密状の、
放射を透過することのできる細長い管を用いて形
成された容器と、該封入ガス中で陽光柱放電を維
持するための手段とを有し、動作中に陽光柱放電
により消費される電力が該けい光層の単位表面積
m2あたり少なくとも500Wである低圧水銀蒸気放
電ランプに関するものである。 本願の明細書で言うコンパクトな形状を有する
低圧水銀蒸気放電ランプ（所謂けい光ランプ）と
は、所定の入力において、公知の通常のけい光管
とくらべると比較的小さな寸法したがつて比較的
小さな容積を有するけい光ランプとして定義され
るものである。通常のけい光ランプのすべての機
能と特性（すなわち、発光出力と寿命に関して）
を有するが小さな容積内に凝縮されたこのように
コンパクトなけい光ランプは大きな利点を供す
る。例えば、このようなランプは、普通の白熱ラ
ンプが用いられる多くの場所で使用するのに極め
て適している。コンパクトな形状の結果、このコ
ンパクトなけい光ランプの管壁負荷は比較的大き
い、すなわち少なくとも500W／m2である。この
ようなコンパクトな形状のランプは細長い管を用
いて構成される容器からなる。この管は真直でも
よいが、すべての寸法において小さくするため
に、この管（例えば、断面積の寸法よりも10倍ま
たはそれ以上大きな長さを有するような）は弯曲
したりまたは短い直管の細分化した部分品で形成
することもできる。 低圧水銀蒸気放電ランプは、一般照明および特
殊な用途（たとえば光化学的プロセスの付勢）に
広範囲に利用される放射源である。その理由は、
低圧水銀蒸気放電ランプは供給された電力を、非
常に効率的に放射に変換するからである。一般に
これらのランプは管状の容器より成り、この容器
は、真直ぐかあるいは弯曲させる、たとえば円形
状あるいはＵ形状とすることができる。この容器
には、水銀および１種以上の希ガスを含有する混
合ガスが充てんされており、この中で陽光柱放電
が生じる。この陽光柱放電は、通常２個の電極を
経て電気エネルギを混合ガスに供給することによ
つて保持される。この放電によつて主に紫外線が
発生し、この紫外線の比較的わずかの部分は約
185nmの波長を有し、その大半は約254nmの波長
を有している。この紫外線は、ランプ容器の内壁
に設けられたけい光層により、用いられるけい光
物質に基づき、近紫外線またはスペクトルの可視
部分におけるスペクトル分布を有し且つ長い波長
を有する放射に変換される。 低圧水銀蒸気放電ランプの最も一般的な種類の
１つは、長さが約1.20mで内径が約37mmの真直ぐ
な管より成り、約40Wの電力を消費するいわゆる
40W／T12ランプである。一般にこのランプは、
約400mAのランプ電流と約80v／ｍの陽光柱の電
界の強さで動作する。このようなランプの容器の
最冷点の温度は、このような環境で約40℃であ
り、この温度ではランプ内に約６×10-3Torrの
水銀蒸気圧がある。この状態は紫外線の発生に関
してはかなり最適であることがわかつた。多く使
用されている他の種類のランプは、動作中、前述
の値と同じかあるいはこれらの値と大きく異なる
ことのないランプ電流、電界の強さ、水銀蒸気圧
を有している。これらランプの管壁負荷（wall
load）、すなわちけい光層の単位表面積あたりの
陽光柱の入力電力の値は、これらのランプでは約
300W／m2である。 かなり高い管壁負荷すなわち500W／m2が供給
され、したがつてランプの単位体積あたりの入力
電力がかなり大きい低圧水銀蒸気放電ランプはす
でに作られている。これは第１に小型なランプを
得る目的で行われた。たとえばドイツ国公開公報
第2109898号は、約2500W／m2までの管壁負荷を
有する小型ランプを開示している。これらランプ
の電界の強さは、普通のランプにおけるよりも大
きく、例えば600V／ｍのオーダの値である。第
２に、高電流密度（0.5〜25A／cm2）とすること
が、管壁が非常に大きく負荷されるランプの制作
を可能にした。これらのランプは、例えば、米国
特許第3778662号および第3679928号明細書に開示
されている。これによると25000W／m2のオーダ
の管壁負荷が、これらのランプで生じ得る。 比較的高い管壁負荷を有する従来技術のランプ
の大きな欠点は、ランプの効率である。すなわ
ち、けい光層により放出される有効放射の放射束
すなわち光束（ランプに供給される単位電力あた
りの有効放射の出力）が小さな値である。特にこ
の効率は、普通のランプ（例えば40W／T12ラン
プ）の効率よりもかなり小さい。この欠点は、コ
ンパクトなランプに対して特に表われ、実際的な
応用例えば普通の白熱電球の代わりとして大きな
利点を与えるであろうこの種のランプが未だ提供
されていない理由の１つである。単位体積あたり
大きな電力入力を有し、普通のランプの効率に匹
敵しうる効率を有するランプを製造することが不
可能であるとされた理由が解明されていなかつ
た。最適水銀蒸気圧（高負荷ランプに対しては高
く、たとえば120℃のランプ最冷点の温度で
0.75Torr）に関する公知の知識および水銀蒸気
圧を制御する手段（アマルガム等）では、所望の
結果が得られなかつた。したがつて、供給される
電力を保持しながらたとえば直径を減少させるこ
とによつてコンパクトなランプを製造すること
は、必然的に効率を低下させることによつて達成
されると考えられていた。 本発明の目的は、動作中に高密度の消費電力と
高い放射効率を有する低圧水銀蒸気放電ランプで
あつて、一方では通常の低圧水銀蒸気放電ランプ
の効率にほぼ等しい効率を有するコンパクトなラ
ンプで、他方では高電流密度を有し改善した放射
効率が得られる照明用ランプを提供することにあ
る。 本発明は、けい光層を有しかつ水銀および希ガ
スを含む封入ガスが充てんされた真空気密状の、
放射を透過することのできる細長い管を用いて形
成された容器と、該封入ガス中で陽光柱放電を維
持するための手段とを有し、動作中に陽光柱放電
により消費される電力が該けい光層の単位表面積
m2あたり少なくとも500Wである低圧水銀蒸気放
電ランプにおいて、前記けい光層は、けい光物質
を含有し、このけい光物質は、波長が主に185nm
および254nmから成り、330W／m2の放射密度を
有し、さらに254nm出力に対する185nm出力の比
0.30を有する紫外放射を前記けい光物質に15分間
当てた後に、この照射前に同一環境のもとで測定
した254nm励起における前記けい光物質の初めの
光束よりも最大で５％小さい光束を254nmの励起
において有する特性を有しかつ前記けい光物質に
おける陽イオンの結合が最大で1.4の電気陰性度
を有してコンパクトな形状であることを特徴とす
る低圧水銀蒸気放電ランプを供するものである。 本発明に関する研究によつて、高負荷ランプに
おいて電力の紫外線への効率のよい変換が可能で
あることが見い出された。驚くべきことに、この
変換の効率を普通の40W／T12ランプの効率にほ
ぼ等しくすることができることが見い出された。
高負荷ランプにおける電子の温度は、普通のラン
プのそれよりも低くはなく好適には高い温度をと
ることが必要条件であることが見い出された。こ
れを達成するためには種々の手段が可能である。
例えば普通のランプについて説明を始めると、ラ
ンプに供給される電力をほぼ一定に保ち、放電管
の直径を小さくすると、必要な高電子温度が維持
される。普通のランプに比較して、この場合には
電界の強さが大きく、ランプ電流は小さく、管壁
負荷は普通のランプにおけるよりも大きい。前記
の紫外線への変換の高い効率を、放電管の非常に
小さい直径（１〜数mm）で得ることかできること
が種々の実験により明らかになつた。効率のよい
コンパクトなけい光ランプをもたらす低圧水銀蒸
気放電ランプは円筒状放電空間の直径が３mmから
15mmの範囲に選ばれた場合実際に可能である。３
mmよりも小さな直径ではランプ電圧が実際的な目
的に対して高すぎる。また15mm以上の直径では小
形化に適当でない。高電子温度の維持を可能にす
る他の手段は、供給電力を増大させながらランプ
内の希ガス圧力を減少させることである。この場
合、普通のランプに比べて、ランプ電流がかなり
大きくなり、電界の強さはほぼ同じか幾分小さ
い。これらランプの管壁負荷は勿論高くなる。 さらに、高負荷ランプにおいて紫外線を効果的
に発生させることによつて、管壁において紫外線
密度が大きくなるだけでなく、185nmの波長を有
する放射の割合が普通のランプに比較して比較的
大きくなることが見い出された。発生する全紫外
線の密度増加に伴う185nmの254nmに対する放射
との間の予期せぬような大きな比の結果、このよ
うなコンパクトなランプの管壁の185nm負荷がか
なり大きくなる。 本発明は、高い管壁負荷を有する従来技術によ
るランプの失敗は、これまで一般に考えられてき
たように、紫外線への変換の低効率によるのでは
なく、用いられるけい光物質によるものであると
いう認識に基づいたものである。本発明は、効率
の良い高負荷ランプを得るための手段としての適
切なけい光物質を提供するものである。したがつ
て本発明は、全く新規な種類のランプ、すなわち
極めて数多く用いられている普通の白熱電球に取
つて代わることのできるコンパクトな低圧水銀蒸
気放電ランプへの道を開くものである。低圧水銀
蒸気放電ランプの効率は、白熱電球の効率のほぼ
５倍であるから、エネルギのかなりの節約が可能
である。本発明によるランプでは、一方では
185nmの放射に対してかなり抵抗性がある、すな
わち（254nmの放射による励起において）185nm
の放射により照射に基づく光束の減少が非常にわ
ずかであり、他方では高い耐水銀性を有するけい
光物質を用いる。 185nmの放射にけい光物質をさらすことは、非
常に短時間の後であつても、一般にけい光物質の
光束に有害な影響を及ぼすことは知られている。
185nmの放射に対する抵抗性の尺度として、いわ
ゆる短期間減少（short term decrease）が用い
られる。この短期間減少とは本発明においては、
主に185nmと254nmの波長を有し、330W／m2の
放射密度を有し、185nmの出力の254nmに対する
出力の比が0.3である放射にけい光物質が15分間
照射された後、（254nmの放射によつて）励起さ
れたときの光束がこの照射前の254nm励起による
けい光物質の光束に対して減少する減少比率
（％）の値を意味している。この短期間減少を決
めるための測定方法及びある種のけい光物質の短
期間減少の値については“llluminating
Engineering”59（1964）の59〜66ページに記載
されている。このような測定方法を以下に詳細に
説明する。本発明ランプにおいては、高密度の
185nm放射のために、けい光物質の短期間減少に
対する高い要件が課される。この短期間減少は５
％より大きくてはならない。これよりも大きな値
に対しては、ランプは、安定に点灯するランプに
必要な数分の点灯後許容以下の低い光束となるこ
とがわかつた。実際には、ランプの光束が０時間
で測定されたときに、短時間減少はすでに生じて
いる。 本発明によるランプでは、用いられるけい光物
質は、短期間減少に関する必要条件のみならず、
高程度の水銀抵抗に対する必要条件をも満足しな
ければならない。すなわち、高負荷ランプにおけ
るけい光層が、普通のランプにおける場合より
も、励起された水銀原子および水銀イオンによる
非常に多数の衝突にさらされることがわかつた。
エネルギー水銀原子およびイオンは、けい光層の
表面で吸収およびまたはけい光物質と反応し得
る。その結果として、けい光層の黒化を生じ、こ
れはランプの光束をかなり減少させる。けい光物
質の水銀抵抗に対する尺度は、けい光物質の陽イ
オンの電気陰性度（electro−negativity以下、e.
n.という）に見い出される。特許請求の範囲およ
び発明の詳細な説明においては、陽イオンという
のは、“Handbook of Chemistry and Physics”
Cleveland（Ohio）に示されている元素の周期律
表の1A，1B，2A，2B，3A列の金属を意味する
ものと理解されるべきである。ここでは他の元素
は、陰イオンまたは陰イオン生成性元素とみなさ
れる。元素のe.n.の値は、“The Nature of the
Chemical Bond”L.Pauling著、New York
（1945）に示されている。これらの元素をe.n.の
値の増加に基づいて配列すると、いわゆる元素の
起電列（electrimotive series）が得られる。原
則として、ある元素は、ある組成物中の前記起電
列における電気陰性度の価が等しいかあるいは大
きいすべての元素と置き換えることができる。水
銀（1.9のe.n.を有する）が、陽イオンがe.n.≧1.9
を有する（これら陽イオンは水銀と同等あるいは
それ以上に貴である）けい光物質を侵食すること
は明らかである。本発明ランプに適するけい光物
質の陽イオンは比較的小さい、すなわち1.4以下
のe.n.値で有さなければならないことを見い出し
た。このことは、放電プラズマ中の水銀のエネル
ギが中性の水銀よりも大きいという事実、および
けい光層に対する水銀の衝突が高くなるという事
実から説明することができる。たとえば、亜鉛
（e.n.＝1.6）を陽イオンとして含むけい光物質
（普通のランプでは、かなり長い動作期間の後に
はじめて多少の水銀侵食を示す）は、高負荷ラン
プに確実に用いることができないことを見い出し
た。その理由は、ランプを数分から数時間の間点
灯した後、けい光層がすでに著しく黒化されるか
らである。けい光物質が数種の陽イオンを含む場
合、たとえば活性剤として用いられる元素が陽イ
オンである場合には、これら陽イオンのこの結合
が1.4以下のe.n.でなければならない。すなわちこ
れら陽イオンのe.n.の加重平均が1.4以下でなけれ
ばならない。この場合、けい光物質中の陽イオン
のわずかな部分自体がそれ自身1.4より大きいe.n.
を有することは可能である。 本発明によれば15分間の上述の紫外線照射の
後、初めの光束よりも最大で３％小さい光束を与
える特性を有するけい光物質をそなえる低圧水銀
蒸気放電ランプが特に好適である。このような小
さな短期間減少を有するけい光物質の結果、非常
に大きい光束を有し、また非常に大きい管壁負荷
を有するランプが得られる。 このようなコンパクトな形状のけい光ランプの
非常に有利な実施例では、管状部材で構成された
容器は管軸に直角な断面が略々円形でその内径が
３〜15mmの値である。実際上、この内径の範囲内
で、通常のランプ（略々36mmの内径を有する）の
光束に略々等しい光束を有する極めて効率の良い
ランプが得られることを見い出した。３mmよりも
小さい内径を使用することは可能であることはわ
かつたが、或る入力に対してこの非常に小さな径
の管では余りに長くなるのでコンパクトなランプ
を得るためには多くのまたは余りに面倒な製造工
程（弯曲したりまたは細分化した部分品をの連結
する等）を行わねばならない。同様に15mmよりも
大きい内径を用いることも充分可能であるがこの
場合には、断面の寸法を考えるとランプの小型化
の意義が薄れるので、多くの用途に対してこれ以
上大きな寸法は好ましくない。したがつて、内径
が３〜15mmの円筒状の管で形成された容器を有す
る低圧水銀蒸気放電ランプがコンパクトな形状の
ランプを得る目的に最も適したものであることが
わかる。その上、このようなランプは、優れたけ
い光体特性を損なうことなしにつくることが極め
て簡単かつ容易であることがわかつた。 本発明によるランプでは、動作中の陽光柱放電
において150〜1000V／ｍの電界の強さが維持さ
れるのが好ましい。このかなり高い電界の強さ
は、比較的小さな直径を有するガラス管を用いる
ことによつて得ることができる。この場合比較的
小さいランプ電流で、大きい光束を有するコンパ
クトな形状の高負荷ランプが得られる。 本発明によるランプの他の実施例では、動作中
の陽光柱放電において維持される電流は、少なく
とも0.5A／cm2の電流密度である。これらの比較
的大きい電流密度は、大きい光束を有するランプ
を提供する。小さい短期間減少および使用される
けい光物質の良好な水銀抵抗によつて、これらラ
ンプの光束は大きい電流密度を有する従来のラン
プの光束よりもさらに大きい。 本発明のさらに他の実施例では、ランプはけい
光物質として、化学式Ln2O3：pEu3+で表わされ
る組成を有する赤色けい光三価ユーロピウム付活
希土類金属酸化物を含有している。ここでLnは
元素Ｙ，GdおよびLuのうちの少なくとも１つを
表わしおり、0.01≦ｐ≦0.20である。本発明によ
れば、けい光物質自体として特に知られているこ
れらのけい光酸化物は、非常に小さい短期間減少
を有し、高い水銀抵抗を示すので、これらけい光
酸化物をランプに非常な利点をもつて用いること
ができる。 本発明による他の実施例では、CeまたはCeお
よびTbで付活され、マグネトプランバイト
（magnetoplumbite）の構造に関係した６方晶系
結晶構造を有するけい光アルミン酸塩を有してい
る。このアルミン酸塩は、化学式 （Ce1-p-qLapTbq）2O3・xMgO・yAl2O3で表わさ
れる組成を有する。ここで、Al2O3の25モル％ま
でをGa2O3およびまたはSc2O3で置き換えること
ができ、 ０≦ｘ≦２ 10≦ｙ≦16 ０≦ｐ≦0.50 ０≦ｑ≦0.60 ｐ＋ｑ≦0.90 である。 このグループのけい光物質自体は、英国特許第
1393040号および第1452083号明細書において公知
であり、組成およびけい光特性に関して詳細に説
明されている。これらアルミン酸塩は小さい短期
間減少および良好な水銀抵抗を有することを見い
出した。 本発明によるランプの他の実施例では、二価ユ
ーロピウムにより、あるいは二価ユーロピウムお
よび二価マンガンにより、あるいは三価セリウム
で付活され、β−アルミナの構造に関係した６方
晶系結晶構造を有するけい光アルミン酸塩を含有
している。このアルミン酸塩は、化学式 MeO・xMgO・yAl2O3：pEuO・qMnO・
rCe2O3 で表わされる組成を有している。ここで、Meは
バリウムおよびまたはストロンチウムを示し、
Al2O3の25モル％までをGa2O3およびまたは
Sc2O3で置き換えることができ、 ０≦ｘ≦２ ５≦ｙ≦８ 0.01≦ｐ≦0.50 ０≦ｑ≦1.0 ０≦ｒ≦0.50 である。 ｘ＝０のときMeはバリウムである。このグル
ープのけい光物質自体は、英国特許第1190520号、
第1384683号、第1452083号明細書において公知で
あり、組成およびけい光特性について詳細に説明
されている。これらのけい光アルミン酸は、非常
に小さい短期間減少および良好な水銀抵抗によ
り、本発明によるランプに用いるのに特に適して
いる。 本発明によるランプのけい光層は、二価ユーロ
ピウム付活四ホウ酸ストロンチウム、鉛付活二ケ
イ酸バリウム、リン灰石結晶構造を有する二価ユ
ーロピウム付活クロロホスヘイト
（chlorophosphate）ストロンチウム、セリウム
およびテルビウムで付活されたメタホウ酸ガドリ
ニウム、三価ビスマスおよび三価ユーロピウムで
は付活されたホウ酸ガドリニウムより成るグルー
プから選んだけい光物質を含有することができ
る。後述するように、これらのけい光物質は優れ
た短期間減少を有している。またこれらの水銀抵
抗は非常に好ましいので、これら物質を本発明に
よるランプに有利に用いることができる。 本発明によるいくつかの実施例を、以下に示す
例と図面とによつて説明する。 第１図は、本発明による低圧水銀蒸気放電ラン
プの縦断面略図であり、放電ランプの中央部分を
切欠して示す。 第１図に示す本発明によるランプのガラス放電
管１は、内径が10.3mmであり、長さが30cmであ
る。電極２，３をランプの両端に設ける。ランプ
の動作中、これら電極間に放電を生じる。電極２
と３との間の間隔は26cmである。このランプに
は、始動ガスとして作用する室温において3Torr
のアルゴンと、わずかな量の水銀とが封入されて
いる。けい光層４を管１の内側に設ける。このけ
い光層４が、本発明により、小さい短期間減少と
大きな水銀抵抗とを有するけい光物質を含んでい
る。このけい光物質は、通常の方法で、たとえば
懸濁によつて管１に施すことができる。 第２図は、けい光物質の短期間減少を測定する
のに適した装置の側断面略図である。この装置
は、テーブル２１を具え、このテーブルの上に釣
鐘状の囲い２２が真空気密状に配置される。内径
が45mmの円板状ホルダ２３が囲い２７の内側に設
けられる。試験すべきけい光粉末の層２４をホル
ダ２３上に設ける。このホルダ２３は中空管５に
よつて支持されている。この中空管には、前記囲
い２２内に位置する個所に穴が設けられている。
さらに、紫外線源６が前記囲い２２の内部に設け
られる。この放射源６は、約9.5mmの内径を有す
る石英ガラス管７より成る低圧水銀蒸気放電ラン
プである。ガラス管７は、約2.5回巻いた平坦な
らせん形状であり、したがつて約70mmの直径を有
する平坦円板状放射源が用いられる。管７の端部
８および９は、放射源のらせん状部分の面に垂直
であり、それぞれ電極を具えている。放電路に沿
つて測つた電極間の間隔は約33cmである。さら
に、管７には希ガスと多量の水銀とが封入されて
いる。該放射源６から該けい光層までの間隔は
45nmである。導線１０，１１は、放射源６への
必要な電力の供給を確保し、中空管１２を経て釣
鐘状囲い２２から外に出ている。放射源６の動作
中、陽光柱放電は約65Vであり、ランプ電流は約
500mAである。放射源６で発生される紫外線の
大部分は、石英管７を通過する。測定の間、窒素
を１３から囲い２２に入れる。この窒素流は１４
から放出される。このようにして形成された窒素
雰囲気は、短波長紫外線をほとんど吸収しない。
放射中、けい光層２４における紫外線（185nmお
よび254nm）の密度は、330W／m2となる。
185nmの出力と254nmの出力との比は0.30であ
る。この比の値は重要である。その理由は、けい
光物質が低圧水銀蒸気放電ランプにおいて用いら
れるときに、該けい光物質が185nmの放射および
254nmの放射によつて同時に照射されるからであ
る。すなわちけい光物質に対する185nmの放射の
影響は、同時に存在する254nmの放射によつて影
響されることが明らかとなつた。再現可能な測定
は、0.3の前記比の値で得られる。けい光物質の
短期間減少の測定のためには、第２図に示す装置
においてそのけい光物質試料を15分間照射する。
330W／m2の放射密度で15分間の照射により、再
現性が得られることがわかつた。15分間の照射の
後、試料の光束を通常の方法で測定する。測定
は、紫外線あるいは可視放射がその間試料に到達
しないようにして行われる。このようにして測定
した光束を、同一方法で測定した無照射試料の光
束と比較する。 上述したような方法で、多数のけい光物質の短
期間減少が測定される。表は、本発明によるラ
ンプに用いるのに適する多数のけい光物質に対す
る測定結果を示す。物質の化学式のほかに、表
は各試料に対し列“e.n.”に、物質内の陽イオン
の結合の電気陰性度の値を示す。列“S.T.D”は
短期間減少を％で示す。例ａおよびｂは、本発明
の範囲外であるが、比較のために示している。こ
れらの例は、通常のランプに多く用いられるが、
それらのS.T.D.が非常に大きいために本発明ラン
プに用いるのに適さない物質に関するものであ
る。例ｃ（珪酸亜鉛鉱）もまた比較のために示す。
通常のランプに多く用いられるこの物質は優れた
S.T.D.を有しているが、水銀による侵食に対する
物質の抵抗（水銀抵抗）が非常に小さいために、
本発明ランプに用いるには適していない。このこ
とは、1.4を超えるe.n.の値によつて立証される。
高負荷ランプでは、この物質は短期間の後に（い
わゆる０時間値を測定する試験台上のランプを安
定化した後に）、すでに十分強力に侵食されてお
り、このため光束に対し非常に小さな値が得られ
る。 表に示す物質を、第１図について説明した内
径が10.3mmの放電管を有するランプに適用した。
これらのランプは、175mAのランプ電流および
196V／ｍの電界の強さ（管壁負荷750W／m2）で
動作された。０時間での（ランプを安定化した
後）陽光柱効率、すなわち放電陽光柱の電力入力
の有効放射への変換の効率の測定値を、“L0 ０
時間、φ10.3”のもとに表に記した。比較のた
めに、36mmの内径を有する普通のランプ（管壁負
荷300W／m2）に用いるときのこれら物質の陽光
柱効率の値を、“L0 ０時間、φ36”の欄に記載し
た。本発明にしたがつて直径を減少させることは
（その結果高負荷ランプとなる）、陽光柱効率の損
失を伴わないことは明らかである。
【表】 例 11，12，13 ３個のランプは第１図に関して説明した形にし
たが、内径は異ならせてそれぞれ７，８，10.3，
14.5mmとした。内径が7.8mmのランプは、100mA
のランプ電流および286V／ｍの電界の強さで動
作させた。その結果管壁負荷は約780W／m2であ
つた。内径10.3mmのランプに対しては、これらの
値はそれぞれ175mA、196V／ｍ、750W／m2で
あり、内径が14.5mmのランプに対してはそれぞれ
250mA、150V／ｍ、595W／m2である。これら
３個のランプには、化学式BaMgAl10O17：Eu2+
によつて示される組成を有する青色けい光物質を
設けた。表は、これらランプの寿命における陽
光柱効率、すなわちランプの動作中の種々の時間
での陽光柱への電力入力ワツトあたりのルーメン
で表わした光束の測定結果を示す。表は、100
時間後の陽光柱効率LOP100時間をlm／Ｗで表わ
す。０時間および500時間における結果は、100時
間における値に対する％で示す。
【表】 例 14，15，16 例11，12，13について前述したと同様の手段を
用いた。しかし３個のランプには、化学式
Y2O3：Eu3+によつて示される組成を有する赤色
けい光物質を設けた。表は、０，100，500，
1000時間での陽光柱効率の測定を示す。
【表】 例 17 内径が7.8mmの第１図に示すランプに、化学式
Ce0.67Tb0.33MgAl11O19で示される組成を有する
緑色けい光アルミン酸塩を設けた。100mA、
286V／ｍ（負荷790W／m2）で動作させたこのラ
ンプは、100時間で122.5lm／Ｗの陽光柱効率を得
た。０，500，1000時間では、100時間での陽光柱
効率のそれぞれ103，96，96％であつた。 例 18，19，20 すべてが45mmの長さと7.8mmの内径（例11およ
び14と同じ）を有する第１図に示す３個のランプ
に、ランプによつて放出される放射が約3000Kの
色温度を有するような量の２種類のけい光物質、
すなわちY2O3：Eu3+とCe0.67Tb0.33MgAl11O19と
の混合物を設けた。これらの放電ランプの管壁負
荷は1090W／m2であつた。この場合ランプは
200mAの電流と200V／ｍの電界の強さで作動さ
れた。陽光柱効率の測定結果を、表に示す。さ
らに表には、約3000Kの色温度を有するアンチ
モンおよびマンガンによつて付活されたけい光ハ
ロゲン酸塩カルシウムのけい光物質を設けた３個
のランプ（ｅ，ｆ，ｇ）に対する測定も示してい
る。他のすべての面（電界の強さについても同
様）ではランプ１８，１９，２１と同一であるラ
ンプｅ，ｆ，ｇは、本発明に基づくものではな
く、比較のために示しているだけである。本発明
によるランプでは高い陽光柱効率を得ることがで
き、しかもこの効率はランプの寿命中非常に良好
に維持されることは明らかである。
【表】 例 21〜26 ランプ１８，１９，２０と同じである３個のラ
ンプNo.２１，２２，２３は、100mAで286V／ｍ
の電界の強さで作動された。この場合これらラン
プの放電ランプの管壁負荷は780W／m2であつた。
３個の同じランプNo.２４，２５，２６は300mA
で160V／ｍの電界の強さで動作された。この場
合これらの放電ランプの管壁負荷は1300W／m2で
あつた。陽光柱効率の測定結果を表に示す。
【表】 例 27，28 第１図に示すような２個のランプには、54重量
％のY2O3：Eu3+と36.5重量％のCe0.67Tb0.33
MgAl11O19と9.5重量％のBaMgAl10O17：Eu2+と
から成る３種のけい光物質の混合物を設けた。こ
れらランプによつて放出される放射は、約4400K
の色温度を有した。第１ランプ（例27）は、
175mAの電流（管壁負荷750W／m2で動作し、
99lm／Ｗの陽光柱効率を有した。第２ランプ
（例28）は、250mAの電流（管壁負荷893W／m2）
で動作し、93lm／Ｗの陽光柱効率を有した。 上述した実施例は、本発明を説明するのに役立
つことは明らかである。 短期間減少および水銀抵抗に関するこの記述に
おいて説明された必要条件に基づいて、およびこ
れら特性を決定するための上述した方法によれ
ば、当業者であれば本発明によるランプにいかな
るけい光物質を用いるのが適しているかを容易に
確認することができる。さらに、たとえば短期間
減少に課される前記必要条件を満足しないけい光
物質を、たとえばこの物質の調製を最適にするこ
とによつて適当なものとすることができる。けい
光物質を保護層で被覆することによつて、けい光
物質の水銀による侵食に対する抵抗を十分にする
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明低圧水銀蒸気放電ランプの縦断
面略図、第２図はけい光物質の短期間減少を測定
するのに適した装置の側断面略図である。 １…ガラス放電管、２，３…電極、４…けい光
層、５，１２…中空管、６…紫外線源、７…石英
ガラス管、１０，１１…導線、２１…テーブル、
２２…囲い、２３…ホルダ、２４…けい光粉末の
層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ けい光層を有しかつ水銀および希ガスを含む
    封入ガスが充てんされた真空気密状の、放射を透
    過することのできる細長い管を用いて形成された
    容器と、該封入ガス中で陽光柱放電を維持するた
    めの手段とを有し、動作中に陽光柱放電により消
    費される電力が該けい光層の単位表面積m2あたり
    少なくとも500Wである低圧水銀蒸気放電ランプ
    において、前記けい光層は、けい光物質を含有
    し、このけい光物質は、波長が主に185nmおよび
    254nmから成り、330W／m2の放射密度を有し、
    さらに254nm出力に対する185nm出力の比0.30を
    有する紫外放射を前記けい光物質に15分間当てた
    後に、この照射前に同一環境のもとで測定した
    254nm励起における前記けい光物質の初めの光束
    よりも最大で５％小さい光束を254nmの励起にお
    いて有する特性を有しかつ前記けい光物質におけ
    る陽イオンの結合が最大で1.4の電気陰性度を有
    してコンパクトな形状であることを特徴とする低
    圧水銀蒸気放電ランプ。
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